JPWO2015118775A1 - ガス注入装置及び補助部材 - Google Patents

ガス注入装置及び補助部材 Download PDF

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Abstract

ガス注入装置(1)は、第1の容器(FOUP(10A))又は第2の容器が載置される載置部(2)と、載置部(2)に配置され、パージガスを吐出する吐出部(5)と、吐出部(5)の周縁を囲むように載置部(2)から突出して設けられる封止部(7)と、を備えている。吐出部(5)は、第2の容器の注入口に対してパージガスを注入する状態において当該注入口に非接触とされており、封止部(7)は、FOUP(10A)の注入口(15A)にパージガスを注入する状態において吐出部(5)と注入口(15A)との接触を妨げない。

Description

本発明は、ガス注入装置に関し、例えば、半導体ウェハー等を収容するFOUP(Front−Opening Unified Pod)等の容器に対してガスを注入するガス注入装置に関する。
従来、気密容器の底部に設けられたガス注入口を介して、気密容器の内部にガスを注入するガス注入装置が知られている。例えば、特許文献1には、気密容器であるポッドの底部に形成された注入口に対して、ポッドを支持する支持面に設けられたインターフェース・シールからガスが注入されるシステムが示されている。
特表2002−510150号公報
しかしながら、特許文献1に示されたシステムでは、インターフェース・シールを構成するグロメットが、ポッドにおいて注入口の取り付けられているウェルの形状に整合する大きさとなっている。よって、ポッドの底部に形成されるウェルの径がグロメットと整合しない場合には、当該システムを使用することが困難である。そのため、ウェルの径が異なる複数種類のポッドに対して当該システムを用いたときには、いずれかのウェルの径に対してグロメットが適合せず、適切にガスの注入を行うことができない虞がある。
本発明は、複数種類の容器において容器毎に径の異なる注入口を有する場合であっても、各種容器に対してガスを注入することができるガス注入装置を提供することを目的とする。
本発明の一側面に係るガス注入装置は、第1の容器に設けられた第1の注入口、又は、第2の容器に設けられ且つ第1の注入口よりも大きな径を有する第2の注入口にパージガスを注入するガス注入装置であって、第1の容器又は第2の容器が載置される載置部と、載置部に配置され、パージガスを吐出する吐出部と、第2の注入口に対してパージガスを注入する状態において、吐出部の周縁を囲むように載置部から突出して設けられる封止部と、を備え、吐出部は、第1の注入口に対してパージガスを注入する状態において第1の注入口に接触して当該第1の注入口を封止すると共に、第2の注入口に対してパージガスを注入する状態において第2の注入口に非接触とされており、封止部は、第2の注入口にパージガスを注入する状態において第2の注入口又は当該第2の注入口の周縁部に接触して第2の注入口を載置部との協働により封止すると共に、第1の注入口にパージガスを注入する状態において吐出部と第1の注入口との接触を妨げない。
このガス注入装置は、パージガスを吐出する吐出部と、第2の容器にパージガスを注入する際に吐出部の周縁を囲むように載置部から突出して設けられる封止部とを備えている。吐出部は、第1の注入口に対してパージガスを注入する状態において第1の注入口に接触して第1の注入口を封止する。これにより、ガス注入装置では、第1の容器に対して第1の注入口からパージガスを注入することができる。また、第2の注入口に対してパージガスを注入する状態において、吐出部は、第2の注入口に非接触とされている。このとき、吐出部の周縁を囲むように載置部から突出して設けられる封止部は、第2の注入口又は第2の注入口の周縁部に接触して第2の注入口を載置部との協働で封止する。これにより、ガス注入装置では、吐出部、載置部、封止部及び第2の注入口により画成される空間が気密に保たれるため、吐出部から吐出されたガスを第2の注入口に対して注入することができる。また、封止部は、第1の注入口にパージガスを注入する状態において吐出部と第1の注入口との接触を妨げない構成とされている。これにより、第1の注入口に対してパージガスの注入を吐出部により支障なく行うことができる。以上の構成により、ガス注入装置では、容器毎に径の異なる注入口を有する場合であっても、各種容器に対してパージガスを注入することができる。
一実施形態においては、封止部は、弾性体によって構成されてもよい。これにより、封止部は容易に変形可能となる。そのため、第1の注入口に対してガスの注入を行う場合、封止部が変形することで、吐出部と第1の注入口との接触が妨げられることがない。
一実施形態においては、封止部は、膜状の弾性体によって構成され、第2の注入口にパージガスが注入される状態において内側に向かって傾倒してその先端部が第2の注入口内に位置し、第2の注入口に接触してもよい。これによれば、第2の注入口にパージガスを注入する状態において、吐出部、載置部、封止部及び第2の注入口により画成される空間のガスの圧力によって、封止部が第2の注入口と密着しやすくなるため、ガスの漏れを抑制することができる。
また、本発明の一側面に係る補助部材は、パージガスが注入される注入口を有する容器が載置される載置部と、載置部に設けられ且つパージガスを吐出する吐出部と、を備えたガス注入装置に設けられ、パージガスの注入を補助する補助部材であって、環状を呈し、吐出部の周縁を囲むように取り付けられる基部と、基部から延設される側壁部と、を備え、壁部は、内側に向かって傾倒するテーパー形状を呈している。
この補助部材では、吐出部の周縁を囲む基部から側壁部が延設されているため、補助部材が吐出部の周縁を囲むように載置部から突出して設けられることになる。これにより、吐出部よりも径の大きな注入口に対してパージガスを注入する場合に、補助部材によって注入口を封止することができる。また、補助部材の側壁部がテーパー状に形成されているため、補助部材の内側を流れるガスの圧力によって、補助部材が注入口と密着しやすくなり、ガスの漏れを抑制することができる。
本発明によれば、複数種類の容器において容器毎に径の異なる注入口を有する場合であっても、各種容器に対してパージガスを注入することができるガス注入装置を提供することができる。
図1(a)は、FOUPを示す斜視図であり、図1(b)は、(a)のFOUPの底面図であり、図1(c)は、(b)と底部の形状が異なるFOUPの底面図である。 図2は、一実施形態に係るガス注入装置を示す斜視図である。 図3は、図2のガス注入装置におけるガス注入部の部分拡大断面図である。 図4は、ガス注入装置とFOUPとの関係を示す部分拡大断面図である。 図5は、ガス注入装置とFOUPとの関係を示す部分拡大断面図である。 図6(a)〜図6(c)は、他の実施形態に係るガス注入装置とFOUPとの関係を示す部分拡大断面図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態について詳細に説明する。便宜上、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。なお、本発明は、容器内にガスを注入するためのガス注入装置に広く適用可能であるが、ここでは、ガスの注入口の径が異なる2種類のFOUPに対してガスの注入を行うガス注入装置に対して本発明を適用した場合の一例について説明する。
まず、本実施形態に係るガス注入装置1(図2参照)によってパージガスの注入が行われるFOUPについて説明する。図1(a)は、FOUP10A(第1の容器)を示す斜視図である。図1(a)に示されるように、FOUP10Aは、開口部11Aが前面(一側面)側に形成された容器本体12Aと、この容器本体12Aの開口部11Aに装着される蓋体13Aと、を備えている。容器本体12Aの内側には図示しないウェハー保持手段が設けられており、FOUP10A内にウェハーを収容できるようになっている。また、開口部11Aに蓋体13Aが装着されることで、FOUP10A内が気密に保持されるようになっている。
図1(b)は、FOUP10Aにおける容器本体12Aの底面図である。図1(b)に示されるように、容器本体12Aの底部14Aには、FOUP10A内へのパージガスの給気を行うための注入口(第1の注入口)15Aと、FOUP10A内のガパージガスを排出するための排出口16Aと、容器本体12Aをガス注入装置1に載置する際の位置決めに利用される位置決め部17Aと、が形成されている。
注入口15Aは、容器本体12Aの底部14Aにおいて、後方側(開口部11Aと反対側)の左右の隅部にそれぞれ1か所ずつ形成されている。排出口16Aは、容器本体12Aの底部14Aにおいて、前方側(開口部側)の左右の隅部にそれぞれ1か所ずつ形成されている。また、位置決め部17Aは、前方側の2か所と、後方側の1か所とに形成されている。ここで、FOUP10Aにおける注入口15Aは、例えば、所定の力によって押圧されることで開状態となるチェック弁によって構成されている。
図1(c)は、FOUP10Aと構成の異なるFOUP10B(第2の容器)における容器本体12Bの底面図である。FOUP10Bは、底部14Bにおける注入口15B及び排出口16Bの構成がFOUP10Aと異なるものである。図1(c)に示されるように、FOUP10Bの容器本体12Bの底部14Bには、注入口(第2の注入口)15Bと、排出口16Bと、位置決め部17Bと、が形成されている。
注入口15Bは、容器本体12Bの底部14Bにおいて、後方側(開口部11Bと反対側)の左右の隅部に形成されている。排出口16Bは、容器本体12Bの底部14Bにおいて、前方側(開口部側)の左右の隅部に形成されている。また、位置決め部17Bは、FOUP10Aと同様に、前方側の2か所と、後方側の1か所に形成されている。ここで、FOUP10Bにおける注入口15Bは、例えば、所定の圧力によってパージガスが供給されると開状態となるチェック弁によって構成されている。
FOUP10Bの注入口15B及び排出口16Bの径は、FOUP10Aの注入口15A及び排出口16Aの径より大きく形成されている。本実施形態では、例えば、FOUP10Aの注入口15A及び排出口16Aの径は約25mmである。FOUP10Bの注入口15B及び排出口16Bの径は、例えば、約50mmである。ここで、FOUP10A及びFOUP10Bは、例えば同一の規格に基づいて設計されている。そのため、FOUP10A及びFOUP10Bを位置決め部17A,17Bによって、所定の位置に載置した場合、FOUP10Aにおける注入口15A及び排出口16Aの中心位置と、FOUP10Bにおける対応する注入口15B及び排出口16Bの中心位置とは一致する。
次に、このようなFOUP10A,10Bに対してパージガスを注入するためのガス注入装置1について説明する。図2は、ガス注入装置1を模式的に示した斜視図である。図2に示すガス注入装置1は、半導体製造ラインにおけるロードポート、パージストッカ、天井バッファ等に適用されるものである。ガス注入装置1は、載置部2(後述)に載置されたFOUP10A,10Bの底部14A,14Bに設けられた注入口15A,15Bからパージガスを注入する。
図2に示されるように、ガス注入装置1は、FOUP10A,10Bが載置される載置部2と、FOUP10A,10Bにパージガスを注入するガス注入部4と、FOUP10A,10Bから排出されたパージガスを排出するガス排出部6と、を備えている。パージガスは、不活性ガスであり、例えば窒素ガスである。
載置部2は、FOUP10A,10Bが載置される上面(載置面)2aを有している。載置部2は、例えば、略U字形状を呈している。載置部2には、FOUP10A,10Bの位置決め部17A,17Bに対応する位置決めピン3が上面2aから突設されており、FOUP10A,10Bを所定の位置に載置することができる。載置部2には、所定の位置に載置されたFOUP10A,10Bの注入口15A,15B及び排出口16A,16Bに対応する位置に、ガス注入部4及びガス排出部6がそれぞれ配置されている。
図3は、ガス注入装置1におけるガス注入部4の部分拡大断面図である。図3に示されるように、ガス注入部4は、吐出部5と、封止部7と、を有している。吐出部5は、内側にパージガスが流通する管状部材(ノズル)である。吐出部5には、パージガスを供給するためのガス管等からなるガス供給手段(不図示)が接続されている。吐出部5は、その一端部5aが載置部2の上面2aよりも上方側に突出している。
吐出部5の一端部5aには、その端面からさらに上方側に突出した環状の凸部5bが形成されている。本実施形態では、吐出部5の凸部5bがFOUP10Aの注入口15Aに接触して、吐出部5と注入口15Aとが連通することで、FOUP10Aへのパージガスの注入が行われる。吐出部5の周囲には、例えば、図示しないシーリング材が配置されており、これにより、吐出部5と載置部2との間は気密性が確保されている。なお、注入口15Aの材質又は硬度等によっては、凸部5bと注入口15Aとが気密に連通し難い場合がある。この場合には、凸部5bの先端側にシーリング材を配置してもよい。
封止部7は、パージガスの注入を補助する部材であり、吐出部5の周縁を囲むように、吐出部5に対して略同心円状に配置されている。封止部7は、吐出部5よりも径の大きな環状を呈する基部7aと、基部7aから延設される側壁部7bと、を備えている。
基部7aは、載置部2に形成された環状の溝部2bに配置され、溝部2bに対して気密に固定されている。封止部7の基部7aが吐出部5の周縁を囲むように載置部2に配置されることで、載置部2から突出する側壁部7bも吐出部5の周縁を囲むように配置されている。側壁部7bは、内側に向かって傾倒するテーパー形状を呈しており、先端部7c側に向かって径が徐々に小さくなっている。封止部7は、例えばフッ素ポリオレフィン樹脂、ウレタン樹脂、ウレタンゴム等の弾性体によって膜状(薄板状)に形成されており、外力の作用によって容易に弾性変形させることができる。本実施形態では、封止部7がFOUP10Bの注入口15Bに接触して、吐出部5と注入口15Bとが連通することで、FOUP10Bへのパージガスの注入が行われる。
ガス排出部6は、FOUP10A,10Bそれぞれの排出口16A,16Bに接触し、排出口16A,16Bから排出されたパージガスを排出する。ガス排出部6には、排気用の排気管(不図示)が接続されている。
次に、図4及び図5を参照して、ガス注入装置1によりFOUP10A,10Bのそれぞれにパージガスを注入する方法について説明する。最初に、ガス注入装置1によってFOUP10Aにパージガスを注入する場合について説明する。図4は、ガス注入装置1とFOUP10Aとの関係を示す部分拡大断面図である。図4に示されるように、FOUP10Aがガス注入装置1の載置部2に載置されると、FOUP10Aの底部14Aに接触した封止部7が、FOUP10Aに押圧されて押し下げられるように弾性変形する。このように封止部7が載置部2側に退避するため、FOUP10Aの注入口15Aに吐出部5の凸部5bが接触する。そして、チェック弁がパージガスの圧力によって開状態となる。なお、FOUP10Aの自重によって、注入口15Aが吐出部5に押圧されることで注入口15Aのチェック弁が開状態となるものもある。
注入口15Aは所定の弾性を備えて形成されているため、注入口15Aに吐出部5の凸部5bが接触すると、注入口15Aと吐出部5との接触面が封止され、吐出部5と注入口15Aとが連通する。この状態で、図4に矢印として示されるように、吐出部5からパージガスが吐出されることで、FOUP10A内にパージガスが注入される。
次に、ガス注入装置1によってFOUP10Bにパージガスを注入する場合について説明する。図5は、ガス注入装置とFOUP10Bとの関係を示す部分拡大断面図である。図5に示されるように、FOUP10Bがガス注入装置1の載置部2に載置されると、封止部7がFOUP10Bの注入口15Bに接触する。そして、封止部7は、注入口15Bによって押圧されることで、内側に向かって傾倒するように弾性変形する。封止部7は、弾性体によって形成されているため、封止部7と注入口15Bとの接触面は気密となっている。
本実施形態では、注入口15Bが凹状に形成されており、封止部7の先端部7cは凹状に形成された注入口15Bの内側に位置し、封止部7の外周面が注入口15Bに接触している。ここで、封止部7及び吐出部5は載置部2に対して気密に固定されているため、封止部7と載置部2との協働によって、吐出部5と注入口15Bとが連通するように封止される。このとき、吐出部5は、注入口15Bの内側に離間して配置されおり、注入口15Bに対して非接触となっている。この状態で、吐出部5からパージガスが所定の圧力で吐出されることで、FOUP10B内にパージガスが注入される。
パージガスが注入されている状態では、吐出部5、載置部2、封止部7及び注入口15Bにより画成される空間S内の圧力が高くなっている。これにより、封止部7が膨らむことで、封止部7の外周面が注入口15Bに向かって押圧されるため、封止部7が注入口15Bに対してより強く密着することになり、パージガスの漏れが抑制される。
以上説明したように、本実施形態に係るガス注入装置1は、パージガスを吐出する吐出部5と、FOUP10Bにパージガスを注入する際に吐出部5の周縁を囲むように載置部2から突出して設けられる封止部7と、を備えている。吐出部5は、注入口15Aに対してパージガスを注入する状態において注入口15Aに接触して注入口15Aを封止する。これにより、ガス注入装置1では、FOUP10Aに対して注入口15Aからパージガスを注入することができる。
また、注入口15Bに対してパージガスを注入する状態において、吐出部5は、注入口15Bに非接触とされている。このとき、吐出部5の周縁を囲むように載置部2から突出して設けられる封止部7は、注入口15Bに接触して注入口15Bを載置部2との協働で封止する。これにより、ガス注入装置1では、吐出部5、載置部2、封止部7及び注入口15Bにより画成される空間Sが気密に保たれるため、吐出部5から吐出されたパージガスを注入口15Bに対して注入することができる。
また、封止部7は、注入口15Aにパージガスを注入する状態において吐出部5と注入口15Aとの接触を妨げない構成とされている。これにより、注入口15Aに対してパージガスの注入を吐出部5により支障なく行うことができる。以上の構成により、ガス注入装置1では、容器毎に径の異なる注入口を有する場合であっても、各種容器に対してパージガスを注入することができる。
また、封止部7は、弾性体によって構成されているため、容易に変形可能となっている。そのため、注入口15Aに対してパージガスの注入を行う場合、封止部7が変形することで、吐出部5と注入口15Aとの接触が妨げられることがない。
また、封止部7は、膜状の弾性体によって構成され、注入口15Bにパージガスが注入される状態において内側に向かって傾倒してその先端部7cが注入口15B内に位置し、注入口15Bに接触している。そのため、注入口15Bにパージガスを注入する状態において、吐出部5、載置部2、封止部7及び注入口15Bにより画成される空間S内のガスの圧力によって、封止部7が注入口15B側に押し付けられて、注入口15Bと密着しやすくなるため、ガスの漏れを抑制することができる。
また、封止部(補助部材)7では、吐出部5の周縁を囲む基部7aから側壁部7bが延設されているため、封止部7が吐出部5の周縁を囲むように載置部2から突出して設けられることになる。これにより、吐出部5よりも径の大きな注入口15Bに対してパージガスを注入する場合に、封止部7によって注入口15Bを封止することができる。また、封止部7の側壁部7bがテーパー状に形成されているため、封止部7の内側を流れるガスの圧力によって、封止部7が注入口15Bと密着しやすくなり、ガスの漏れを抑制することができる。
本発明は、上記実施形態に限定されない。例えば、封止部7の形状として、内側に傾倒するテーパー形状を呈するものを示したがこれに限定されない。図6(a)に示されるように、ガス注入部4Aの封止部27が弾性体で形成される環状の部材であり、その断面形状が例えば長方形であってもよい。この場合、FOUP10Aに対してパージガスを注入するときには、FOUP10Aの底部14Aによって封止部27が押圧されることで、封止部27が弾性変形するため、吐出部5と注入口15Aとの接触が妨げられることがない(図6(b)参照)。また、FOUP10Bに対してパージガスを注入するときには、FOUP10Bによって封止部27が押圧されることで、封止部27と注入口15Bとが密着するため、吐出部5と注入口15Bとが連通するように封止される(図6(c)参照)。このように、封止部の形状は、特に限定されるものではなく、上記実施形態以外にも、例えば、断面形状が台形、半円形、逆U字型等であってもよい。
また、封止部7が載置部2に形成された環状の溝部2bに嵌合されている例を示したがこれに限定されない。例えば、封止部が平坦な載置部に対して接着等によって固定される構成であってもよい。この場合、封止部を備えていないガス供給装置に対して、別途補助部材を取り付けることで、補助部材が封止部として機能するようにしてもよい。また、封止部がアクチュエータ等によって上下動することで、載置部内に収容できる構成であってもよい。この場合、FOUP10Bにパージガスを注入するときのみ、封止部を突出させることができる。
また、ガスを注入する容器として、注入口15A,15B及び排出口16A,16Bのみが異なるFOUP10A,10Bを示したが、これに限定されず、その他の部分が異なっていてもよいことは言うまでもない。また、容器としては、FOUP以外にもSMIFポッド等の様々なものを利用することができる。
また、FOUP10Bが載置部2に載置された際に、封止部7がFOUP10Bの注入口15Bに接触する構成を示したが、これに限定されない。封止部7は、FOUP10Bの注入口15Bにパージガスを注入する状態において、載置部2との協働により吐出部5と注入口15Bとが連通するように封止できる構成であればよく、注入口15Bの周縁部に接触してもよく、例えば底部14Bに接触してもよい。
1…ガス注入装置、2…載置部、5…吐出部、7…封止部(補助部材)、7a…基部、7b…側壁部、7c…先端部、10A…FOUP(第1の容器)、10B…FOUP(第2の容器)、15A…注入口(第1の注入口)、15B…注入口(第2の注入口)。

Claims (4)

  1. 第1の容器に設けられた第1の注入口、又は、第2の容器に設けられ且つ前記第1の注入口よりも大きな径を有する第2の注入口にパージガスを注入するガス注入装置であって、
    前記第1の容器又は前記第2の容器が載置される載置部と、
    前記載置部に配置され、前記パージガスを吐出する吐出部と、
    前記第2の注入口に対して前記パージガスを注入する状態において、前記吐出部の周縁を囲むように前記載置部から突出して設けられる封止部と、を備え、
    前記吐出部は、前記第1の注入口に対して前記パージガスを注入する状態において前記第1の注入口に接触して当該第1の注入口を封止すると共に、前記第2の注入口に対して前記パージガスを注入する状態において前記第2の注入口に非接触とされており、
    前記封止部は、前記第2の注入口に前記パージガスを注入する状態において前記第2の注入口又は当該第2の注入口の周縁部に接触して当該第2の注入口を前記載置部との協働により封止すると共に、前記第1の注入口に前記パージガスを注入する状態において前記吐出部と前記第1の注入口との接触を妨げないことを特徴とするガス注入装置。
  2. 前記封止部は、弾性体によって構成されていることを特徴とする請求項1記載のガス注入装置。
  3. 前記封止部は、膜状の弾性体によって構成され、前記第2の注入口に前記パージガスが注入される状態において内側に向かって傾倒してその先端部が前記第2の注入口内に位置し、前記第2の注入口に接触することを特徴とする請求項2記載のガス注入装置。
  4. パージガスが注入される注入口を有する容器が載置される載置部と、当該載置部に設けられ且つ前記パージガスを吐出する吐出部と、を備えたガス注入装置に設けられ、前記パージガスの注入を補助する補助部材であって、
    環状を呈し、前記吐出部の周縁を囲むように取り付けられる基部と、
    前記基部から延設される側壁部と、を備え、
    前記側壁部は、内側に向かって傾倒するテーパー形状を呈していることを特徴とする補助部材。
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